Ландшафты мозга. Об удивительных искаженных картах нашего мозга и о том, как они ведут нас по жизни - Ребекка Шварцлоуз

Расстояния на поверхности кожи, время задержки эха и частота колебаний – непрерывные параметры. Каждая конкретная температура соотносится с другой конкретной температурой очевидным математическим образом. Вообще говоря, два значения температуры – это просто две точки на единой шкале тепла. И то же самое можно сказать о частотах, расстояниях или временны!х задержках. Мозг отображает многие такие параметры с помощью карт.

Однако некоторые проявления нашего мира лучше характеризовать категориями, нежели параметрами. Как соотнести вкус темного сахара со вкусом горчицы или запах сосновой хвои с запахом талька? Многое в нашем мире не описывается простым определением и единственным параметром. Создает ли мозг карты для таких вещей? Два химических ощущения – вкус и запах – описываются с помощью категоризации и идентификации веществ. Через отображение этих ощущений на уровне нейронов проявляется как чрезвычайная гибкость мозговых карт, так и их значительные ограничения.

5

Вкусовые и обонятельные карты и коды мозга

Чтобы выжить и размножиться на Земле, любое существо должно питаться материей, спариваться с материей и избегать опасной материи. Если приглядеться, жизнь заключается во взаимоотношении с материей. А что важно для живых существ – важно для их мозга. Наши ощущения запаха и вкуса нацелены соответственно на определение качества материи у нас в носу и во рту. Более пристальное изучение этих двух чувств и их отображения в мозге позволяет выявить специфические и очень неожиданные пути, посредством которых они защищают животных и человека. Изучение этих чувств также показывает, что возможности отображения с помощью карт мозга ограниченны, и в тех случаях, когда не справляются карты, помогает другой механизм (нейрональный код).

Тело в осаде

Вкус легко связать с ощущением удовольствия. Каждый прием пищи – это возможность насладиться ожидаемым, возбуждающим или приятным вкусом. Но главная задача вкуса заключается не в том, чтобы доставлять удовольствие, а чтобы уберечь от гибели.

Вкус важен по той причине, что, по большому счету, каждый из нас представляет собой большой мешок с химическими веществами. Это относится ко всем нам. Чтобы выжить, необходимо отделять жизненно важную материю внутри тела от множества опасностей снаружи. Наше тело должно запасаться всеми молекулярными строительными блоками и топливом, которые нужны для поддержания жизни, и избегать токсичных веществ, которые могут нанести вред. Хотя кожа поглощает некоторые вещества, главным образом она играет роль защитного барьера и ограждает нас от непрошеных гостей. Любой город в период осады сталкивается с важной проблемой: как отразить врага при недостатке пищи, воды и других ресурсов. Наше тело решает эту задачу каждый день на протяжении всей жизни.

Что мы собой представляем и что позволяет нам продолжать жить, зависит от содержащихся внутри нас химических соединений. Поглощение вредных веществ (ядовитых, испорченных, загрязненных) может положить конец нашему существованию. Недостаток потребления полезных веществ на протяжении нескольких дней тоже приводит к гибели. В нашем мире много веществ, которые мы, мышь или плодовая муха (дрозофила) можем попытаться проглотить. К счастью, нам не нужно понимать разницу между аминокислотами и алкалоидами, чтобы сделать выбор между ними за столом или в кормушке. Природа, точнее эволюция, дала нам шпаргалку – практическое наставление, благодаря которому полезные вещества поступают внутрь, а вредные остаются снаружи.

Специалисты, занимающиеся изучением химических чувств, разграничивают вкус и аромат, но обычно мы используем эти термины как взаимозаменяемые. Восприятие пищи складывается из ее вкуса, запаха и даже текстуры. Присущий пище аромат, ее температура и ощущение на языке – все эти детали важны для восприятия вкуса. Если вы когда-нибудь пытались насладиться изысканной едой с заложенным носом, вы имеете представление о том, в чем разница между вкусом и ароматом.

Ощущение вкуса начинает формироваться на вкусовых рецепторах, покрывающих язык и другие поверхности ротовой полости. Существуют вкусовые рецепторы разных типов, и каждый распознает специфические компоненты пищи. Но вкусовые рецепторы всех типов связаны с одной из двух врожденных реакций: проглотить пищу (и взять еще) или выплюнуть ее изо рта. Притяжение или отталкивание. Внутрь или наружу. Да или нет. Наше ощущение вкуса и многие сотни тысяч вкусовых рецепторов, объединенных в тысячи вкусовых сосочков, определяют этот бинарный выбор[55].

Возможно, вас удивит, что при всем удовольствии, которое мы можем получать от еды, наше притяжение к пище определяется лишь тремя видами вкусовых рецепторов. Рецепторы сладкого обнаруживают сахара и другие углеводы – важнейший источник энергии для мозга и остальных частей тела. Иногда они бывают обмануты другими молекулами[56], похожими на сахара, вот почему искусственные подсластители кажутся людям сладкими, хотя не являются ни питательными веществами, ни источниками энергии. Рецепторы умами обнаруживают аминокислоты, которые указывают на высокое содержание белка в пище. Аминокислоты – это кирпичики, из которых состоят белки, которые, в свою очередь, служат исходным материалом почти для всего, что позволяет функционировать сложным организмам. Некоторые аминокислоты наше тело способно синтезировать, но многие оно производить не умеет. Поэтому человек и другие животные должны получать эти строительные кирпичики из пищи с высоким содержанием белка[57].

На примере соленого вкуса можно показать, насколько тонким является равновесие химических веществ в нашем теле. Земная жизнь эволюционировала в воде, когда соли натрия (морская соль, NaCl) были легкодоступны. В результате главные клеточные функции, обеспечивающие жизнь на нашей планете, зависят от соли. Чтобы наше тело функционировало, оно должно быть изнутри солоноватым. Вот почему пациентам в больницах вводят в вену растворы соли, по сути, представляющие собой воду с добавлением небольшого количества соли натрия. По той же причине многие сухопутные животные проделывают длинный путь в поисках соли[58]; для нормального функционирования их внутренности должны оставаться солеными. Однако слишком большое количество соли может навредить. Избыточное потребление соли на протяжении долгого времени приводит к росту кровяного давления и нарушению работы почек. А если наши внутренности внезапно становятся чрезмерно солеными, не избежать обращения за срочной медицинской помощью.

Для поддержания этого тонкого равновесия у нас есть два типа вкусовых рецепторов соли[59]. Рецепторы одного типа реагируют на соли натрия в низкой концентрации (на такую соль, в которой нуждается тело) и вызывают реакцию притяжения. Закуски и ресторанная еда обычно соленые, поскольку при таком содержании соли наши рецепторы притяжения посылают в мозг сигналы влечения к пище, а это заставляет нас съедать и покупать больше. Это третий и последний тип вкусовых рецепторов, который стимулирует желание.

Однако природа предусмотрела гораздо большее разнообразие и проявила творчество для обеспечения нашего умения распознавать и отвергать некоторые продукты. Один пример